背景介绍:
目前随着新能源汽车市场的快速发展,对电驱动总成在集成化、高效化方面的需求越来越高。目前的市场上,除了传统的单电机架构,适用于中大型车、高性能车和越野车的双电机架构也开始蓬勃发展。
双电机驱动总成相对于单电机驱动总成的集成度更高,其中电机和减速器驱动总成作为核心部件,对冷却润滑系统的要求也就越高。在现有技术中,双电机驱动总成的电机转子和定子通过内部油路和油管强制喷油冷却,减速器轴承和齿轮通过搅油飞溅润滑,这样导致同时难以单独控制两个电机的润滑油流量,难以满足电机负载不同时的不同流量需求,容易造成润滑效果不佳,不利于提升冷却润滑系统和双电机驱动总成的工作效率。
为此,奇瑞发明专利提供了一种具有冷却润滑系统的双电机驱动总成,包括冷却润滑系统、第一电机和第二电机,第一电机和第二电机均包括定子、转子、电机轴、轴承和减速机构,转子环设于电机轴的外周,定子环设于转子的外周,电机轴与减速机构传动连接,电机轴和减速机构均设置有配套的轴承。冷却润滑系统包括第一驱动泵、第二驱动泵、第一油道和第二油道,第一驱动泵用于为第一油道提供润滑油,第一油道用于对第一电机冷却润滑,第二驱动泵用于为第二油道提供润滑油,第二油道用于对第二电机冷却润滑。第一油道和第二油道均包括多条支路,多条支路分别用于对定子、转子、电机轴、轴承和减速机构进行冷却润滑。通过上述设置,提高双电机驱动总成的润滑效果。
双电机驱动总成的组成:
双电机驱动总成包括冷却润滑系统、第一电机和第二电机,第一电机和第二电机安装于双电机驱动总成的壳体上,第一电机和第二电机对称设置。第一电机和第二电机均包括定子、转子、电机轴和减速机构,转子环设于电机轴的外周,定子环设于转子的外周且与转子间隔设置,电机轴与减速机构传动连接,电机轴和减速机构均设置有配套的轴承。
减速机构包括第一齿轮副、连接轴和第二齿轮副,第一齿轮副包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮,第一齿轮与电机轴同轴连接,第二齿轮副包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮,第三齿轮和第二齿轮同轴连接于连接轴。电机轴包括侧壁和由侧壁围设形成的中空腔体,侧壁上开设有分支油路,分支油路的延伸方向与电机轴的轴向呈夹角设置,分支油路贯穿侧壁且与中空腔体相连通。
100-200、电机,101-102、定-转子,103、电机轴,1031、中空腔体,104、连接轴,1051-1054、齿轮,1061-1066、轴承。
第一电机的电机轴和第二电机的电机轴均安装有第一轴承和两个第二轴承,第一轴承与第二轴承分别位于定子的轴向两侧,两个第二轴承位于第一齿轮的轴向两侧。第二齿轮安装有第三轴承,第三轴承位于靠近所在电机的定子的一侧。第三齿轮安装有第四轴承,第四轴承位于第三齿轮背离所在电机的一侧。第四齿轮安装有第五轴承和第六轴承,第五轴承和第六轴承分别位于第四齿轮的轴向两侧,且第五轴承位于第四齿轮之靠近所在电机的一侧,第六轴承位于第四 齿轮之背离所在电机的一侧。
冷却润滑系统包括第一驱动泵、第二驱动泵、第一油道和第二油道,第一驱动泵用于为第一油道提供润滑油,第一油道用于对第一电机冷却润滑,第二驱动泵用于为第二油道提供润滑油,第二油道用于对第二电机冷却润滑。在第一油道和第二油道设置电磁阀,可以根据工况需求和实际电机定子、转子温度值控制电磁阀的开度,从而控制分配润滑油流向各条支路的流量。在第一电机和第二电机的负载不同的情况下,本发明提供的冷却润滑系统能够通过第一驱动泵和第二驱动泵对第一电机和第二电机输出不同流量或压力的润滑油,以保证冷却润滑效果,防止影响双电机驱动总成的可靠性和使用寿命。
冷却润滑系统还包括第一滤清器、第一换热器、第二滤清器、第二换热器和油箱,油箱设置于第一电机和第二电机的下方,用于收集润滑油,以供第一驱动泵和第二驱动泵吸入。第一滤清器和第二滤清器用于滤除第一驱动泵和第二驱动泵泵出的润滑油中的有害杂质,为第一电机和第二电机提供洁净的润滑油。第一换热器和第二换热器用于冷却从第一滤清器和第二滤清器流出的润滑油,保证对第一电机和第二电机的冷却效果,避免第一电机和第二电机中的零部件因过热而影响正常工作。
第一驱动泵、第一滤清器和第一换热器顺次连通,第二驱动泵、第二滤清器和第二换热器顺次连通。从第一驱动泵流出的润滑油流经第一滤清器和第一换热器,在第一换热器的下游流出并分出多个支路,形成第一油道。从第二驱动泵流出的润滑油流经第二滤清器和第二换热器,在第二换热器的下游流出分出多个支路,形成第二油道。
1071-1072、第一-二滤清器,1081-1082、第一-二换热器,109、油箱,11-21、第一-二驱动泵,21-22、第一-二油道。
第一油道和第二油道均包括第一分配支路和第二分配支路,第一分配支路中的润滑油喷淋在定子表面,随后向定子的左右两侧流动至油路端环处,再从油路端环的油孔喷射到定子的绕组的端部,以冷却绕组,最后润滑油落入油箱中。从第一分配支路流出的润滑油,在从定子的表面下落后,可以落在其他零部件表面,以对电机轴及其轴承进行冷却润滑。第二分配支路流出的润滑油喷淋在第三齿轮表面,并沿第三齿轮的轴向流动至第二齿轮处,能够对第一齿轮、第二齿轮、第二轴承和第三轴承进行冷却润滑,提高冷却润滑效率。
第一油道还包括两条第三分配支路,其中一条第三分配支路用于为第一电机的第三轴承强制供油,另一条第三分配支路用于为第一电机的第一轴承强制供油,以保证第三轴承和第一轴承的冷却润滑效果。第一油道还包括第三跨电机支路和第四跨电机支路,第三跨电机支路和第四跨电机支路均为第一油道的支路,且均由第一驱动泵直接或间接供油。第三跨电机支路用于为第三齿轮和或与第三齿轮配套的轴承供油,第四跨电机支路用于为第四齿轮和或与第四齿轮配套的轴承供油。
21、第一油道,211-213、第一-三分配支路,214-215、第三-四跨电机支路。
第三跨电机支路的出油端靠近第二电机的第四轴承所在位置,第一跨电机支路流出的润滑油喷淋在第一电机的第四轴承表面,对第一电机的第四轴承进行冷却润滑。从第三跨电机支路流出的润滑油还喷淋在第二电机的第三齿轮处,以在第三齿轮和第四齿轮啮合转动的过程中,对第四齿轮实现冷却润滑,还可以对第五轴承和第六轴承实现冷却润滑。第四跨电机支路靠近第二电机的第五轴承所在位置,第二跨电机支路流出的润滑油喷淋在第一电机的第五轴承表面,对第一电机的第五轴承进行冷却润滑。通过设置第三跨电机支路和第四跨电机支路,实现第一电机和第二电机之间的交叉润滑,有利于提高冷却润滑效率,保证第一电机和第二电机的整体冷却润滑效果。
第三跨电机支路的进油端位于第一电机的定子处,以承接从第一油道的第一分配支路流下的润滑油。第三跨电机支路的进油端不与第一油道的其他支路并联,而是设置在第一油道的第一分配支路的出油端下方,从第一分配支路流出的润滑油在冷却定子的绕组后向下滴落,并流入第三跨电机支路的进油端,随后喷淋在第二电机的第四轴承处,对第四轴承进行冷却润滑。通过将第三跨电机支路的进油端设置于第一电机的定子处,能够充分利用第一油道的润滑油,提高润滑油的利用率,并提升对双电机驱动总成的冷却润滑效果。
第二油道包括第一跨电机支路和第二跨电机支路,第一跨电机支路和第二跨电机支路均为第二油道的支路,且均由第二驱动泵直接或间接供油。第一跨电机支路用于为第一电机的第三齿轮和或与第三齿轮配套的轴承供油,第二跨电机支路用于为第一电机的第四齿轮和或与第四齿轮配套的轴承供油。
第二油道还包括两条第三分配支路,一条第三分配支路用于为第二电机的第一轴承强制供油,另一条第三分配支路与第二电机的电机轴的分支油路相连通,且第三分配支路的出油端位于第二电机的第三轴承处,第三油道流入第二电机的中空腔体的润滑油,经分支油路流入第三分配支路,并从第三分配支路流出,喷洒在第二电机的第三轴承处,对第三轴承进行冷却润滑。
22、第二油道,213、第三分配支路,221-222、第一-二跨电机支路。
第一跨电机支路的出油端靠近第一电机的第三齿轮和第四轴承所在位置,第一跨电机支路流出的润滑油喷淋在第一电机的第三齿轮和第四轴承表面,对第一电机的第三齿轮和第四轴承进行冷却润滑。在第三齿轮和第四齿轮啮合转动的过程中,第一跨电机支路流出的润滑油能够对第四齿轮实现冷却润滑,还可以对第五轴承和第六轴承实现冷却润滑。第二跨电机支路的出油端靠近第一电机的第五轴承所在位置,第二跨电机支路流出的润滑油喷淋在第一电机的第五轴承表面,对第一电机的第五轴承进行冷却润滑。通过设置第一跨电机支路和第二跨电机支路,实现第一电机和第二电机之间的交叉润滑,有利于提高冷却润滑效率,保证第一电机和第二电机的整体冷却润滑效果。
第二跨电机支路的进油端不与第二油道的其他支路并联,而是设置在第二油道的第一分配支路的出油端下方,从第一分配支路流出的润滑油在冷却定子的绕组后向下滴落,并流入第二跨电机支路的进油端,随后喷淋在第一电机的第五轴承处,对第五轴承进行冷却润滑。第二跨电机支路的进油端位于第二电机的定子处,以承接从第二油道的第一分配支路流下的润滑油。通过将第二跨电机支路的进油端设置于第二电机的定子处,能够充分利用第二油道的润滑油,提高润滑油的利用率,并提升对双电机驱动总成的冷却润滑效果。
冷却润滑系统还包括第三油道,第三油道的润滑油来源于第一驱动泵和第二驱动泵,第一油道和第二油道产生交汇以形成第三油道。第三油道具有四个出油端,两个出油端分别位于第一电机的电机轴和第二电机的电机轴处,另外两个出油端分别位于第一电机的第六轴承和第二电机的第六轴承处,以同时对第一电机的第六轴承和第二电机的第六轴承进行润滑,充分利用第三油道的润滑油,有助于提高冷却润滑效率。
11-12、第一-二驱动泵,23、第三油道。
第三油道分别与第一电机的中空腔体和第二电机的中空腔体相连通,从而为第一电机与第二电机的转子和或与电机轴配套的轴承供油。从第三油道流出的润滑油流向第一电机的电机轴和第二电机的电机轴,从电机轴的一端流入中空腔体,并通过分支油路流向转子,对转子进行冷却润滑。分支油路沿电机轴的径向延伸,还沿倾斜于电机轴的轴向的方向延伸。分支油路的延伸方向与电机轴的轴向倾斜设置,且分支油路的数量为多个,至少一个分支油路的出油端位于第二轴承处,以对第二轴承进行冷却润滑,提高第三油道的冷却润滑效率。
综上所述:本发明提供的双电机驱动总成,通过设置第一驱动泵为第一油道提供润滑油、第二驱动泵为第二油道提供润滑油,使第一油道对第一电机冷却润滑,第二油道对第二电机冷却润滑,从而实现对第一电机和第二电机的独立供油,以满足第一电机和第二电机在负载不同时的不同流量需求,降低双电机驱动总成的电耗。通过设置多条支路,以分别对定子、转子、电机轴、轴承和减速机构进行多方位的冷却润滑,有效提升双电机驱动总成的冷却润滑效果。
总结:
奇瑞双电机驱动总成包括冷却润滑系统、第一电机和第二电机,第一电机和第二电机均包括定子、转子、电机轴、轴承和减速机构,转子环设于电机轴的外周,定子环设于转子的外周,电机轴与减速机构传动连接,电机轴和减速机构均设置有配套的轴承。冷却润滑系统包括第一驱动泵、第二驱动泵、第一油道和第二油道,第一驱动泵用于为第一油道提供润滑油,第一油道用于对第一电机冷却润滑,第二驱动泵用于为第二油道提供润滑油,第二油道用于对第二电机冷却润滑。第一油道和第二油道均包括多条支路,多条支路分别用于对定子、转子、电机轴、轴承和减速机构进行冷却润滑。通过上述设置,提高双电机驱动总成的润滑效果。
来源:汽车构造原理
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